TWI620231B - 曝光裝置、基板處理裝置、基板的曝光方法以及基板處理方法 - Google Patents

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Abstract

區域搬運手部係構成為可在比光射出部還後方的後方位置與比光射出部還前方的前方位置之間於前後方向移動。於區域搬運手部的上表面載置有形成有DSA膜的基板。以橫切過區域搬運手部的移動路徑之方式從光射出部射出剖面帶狀的真空紫外線。區域搬運手部係以光射出部所射出的真空紫外線照射至基板上的DSA膜之方式從前方位置移動至後方位置。此時，藉由控制基板的移動速度來調整形成於基板之DSA膜的曝光量。

Description

曝光裝置、基板處理裝置、基板的曝光方法以及基板處理方法
本發明係關於一種用以對基板進行曝光處理之曝光裝置、基板處理裝置、基板的曝光方法以及基板處理方法。
為了對半導體基板、液晶顯示裝置用基板、電漿顯示器用基板、光碟用基板、磁碟用基板、光磁碟用基板、光罩(photomask)用基板等各種基板進行各種處理，係使用基板處理裝置。
以此種基板處理裝置而言，於日本特開2004-319559號公報揭示有一種膜形成裝置，係用以於基板的一面上形成電介質膜。該膜形成裝置係具備有紫外線照射單元。紫外線照射單元係對形成有電介質膜之前的基板的一面上照射紫外線。具體而言，將基板載置於載置工作台上，該載置工作台係設置成可朝一方向移動。之後，以橫切過從紫外線燈所射出之紫外線的帶狀的照射區域之方式移動載置工作台。藉此，基板的一面係藉由紫外線而曝光，從而改質基板的一面。
近年來，為了圖案(pattern)的細微化，已持續開發有一種利用了嵌段共聚物的定向自組裝(DSA：Directed Self Assembly)之光微影(photolithography)技術。在該光微影技術中，已提出有一種處理，為了形成例如嵌段共聚物的導引圖案(quide pattern)，係將形成於基板的一面上之阻劑(resist)膜予以曝光而使該阻劑膜改質(參照例如日本特開2013-232611號公報)。此外，已提出有一種處理，在對塗布有嵌段共聚物的基板施予加熱處理後，將基板的一面予以曝光，藉此使兩種類的聚合物中的一者改質(參照例如日本特開2013-232621號公報)。在這些處理中，要求正確地調整基板的曝光量。
在上述日本特開2004-319559號公報所記載的紫外線照射單元中，於載置工作台設置有光感測器。在載置工作台移動時，藉由光感測器檢測基板的曝光量。以基板的曝光量成為預先設定的值之方式，依據所檢測的曝光量控制供給至紫外線燈之電力、紫外線燈所產生之紫外線的照射區域的寬度、以及照射至基板之紫外線的照射區域上的氧濃度中的任一者。
從紫外線燈射出之光的輸出係經過經年劣化或者射出面的髒污等而降低。從而，基板的曝光量係降低。在此情形中，能藉由使供給至紫外線燈的電力增加、使紫外線的照射區域的寬度增加、或者使照射區域上的氧濃度降低來使基板的曝光量增加。
然而，可藉由電力的增加、紫外線的照射區域的寬度 的增加以及照射區域上的氧濃度的降低而增加之曝光量存在限度。因此，當從紫外線燈射出之光線的輸出顯著降低時，無法獲得預先設定的曝光量。
本發明的目的係提供一種可以預先設定的曝光量將形成於基板的一面的膜予以曝光之曝光裝置、基板處理裝置、曝光方法以及基板處理方法。
(1)本發明實施形態之一的曝光裝置係用以將基板曝光，並具備有：保持部，係保持基板，該基板係於一面形成有具有預先設定的圖案的膜；射出部，係射出用以使膜改質的光線；相對性移動部，係以使從射出部射出的光線照射至被保持部保持的基板的一面之方式，使保持部及射出部中的至少一者朝另一者於一方向相對性地移動；以及控制部，以膜的曝光量成為預先設定的曝光量之方式，控制相對性移動部所為之保持部與射出部之間的相對性地移動速度。
在該曝光裝置中，一邊使保持基板之保持部及射出部中的至少一者朝另一者於一方向相對性地移動，一邊使射出部所射出的光線照射至基板的一面。藉此，膜的整體被曝光。在此情形中，控制保持部與射出部之間的相對性地移動速度，藉此調整膜的曝光量。能藉由調高移動速度使曝光量減少。此外，能藉由降低移動速度使曝光量增加。藉此，不論從射出部所射出的光線的輸出為何，皆能廣範圍地調整曝光量。結果，即使在光線的輸出變化之情形中，亦可以預先設定的曝光量將形成於基板的一面的膜予以曝 光。
(2)曝光裝置亦可進一步具備有：照度檢測部，係檢測藉由射出部射出至基板之光線的照度；控制部係依據照度檢測部所檢測的照度，算出用以獲得預先設定的曝光量之移動速度，並以保持部與射出部以所算出的移動速度相對性地移動之方式控制相對性移動部。
在此情形中，依據照度檢測部所檢測的照度，以膜的曝光量成為與預先設定的曝光量相等之方式回授(feedback)控制移動速度。藉此，可以預先設定的曝光量正確地將形成於基板的一面的膜予以曝光。
(3)相對性移動部係於藉由射出部將光線照射至基板時，使保持部朝射出部於一方向相對性地移動；照度檢測部亦可包含有：受光元件，係接收從射出部所射出的光線；以及受光元件移動機構，係使受光元件移動；受光元件移動機構係於藉由射出部將光線照射至基板時，使受光元件移動至不會干擾到基板的位置，並在檢測除了光線照射至基板時之照度時，使受光元件移動至相對性移動部所進行之基板的移動路徑上。
在此情形中，受光元件不會干擾基板，可在被曝光的基板的移動路徑上檢測照度。藉此，能正確地檢測照射至膜的光線的照度。
(4)照度檢測部亦可進一步包含有：遮光機構，係構成為可切換至使從射出部射出的光線射入至受光元件之第一狀態以及使從射出部射出的光線不射入至受光元件之第二 狀態；控制部係於照度的檢測時將遮光機構切換成第一狀態，於藉由射出部將光線照射至基板時將遮光機構切換成第二狀態。
在此情形中，於光線照射至基板時，光線不會射入至受光元件。因此，抑制受光元件的劣化，從而實現受光元件的長壽命化。
(5)曝光裝置亦可進一步包含有：殼體，係收容被保持部保持的基板；惰性氣體供給部，係將惰性氣體供給至殼體內；以及濃度檢測部，係檢測殼體內的氧濃度；控制部係在藉由濃度檢測部所檢測的氧濃度為預先設定的處理濃度以下時，以從射出部射出的光線照射至基板之方式控制射出部及相對性移動部。
在此情形中，在氧濃度為預先設定的處理濃度以下之氛圍內，藉由射出部將光線照射至基板。藉此，抑制從射出部射出的光線因為氧而大幅衰減。因此，抑制降低曝光的處理效率。
(6)從射出部照射至基板的光線亦可包含真空紫外線。
在此情形中，即使在將容易因為氧而衰減的真空紫外線照射至基板之情形中，亦可抑制降低曝光的處理效率。
(7)本發明實施形態之一的基板處理裝置係具備有：前述曝光裝置；塗布處理部，係將含有定向自組裝材料之處理液塗布至被曝光裝置照射光線之前的基板的一面，藉此於基板的一面形成膜；熱處理部，係對藉由塗布處理部形成有膜之後且被曝光裝置照射光線之前的基板進行熱處 理；以及顯像處理部，係將溶劑供給至被曝光裝置照射光線之後的基板的一面，並進行膜的顯像處理。
在該基板處理裝置中，將處理液塗布至被前述曝光裝置照射光線之前的基板後，對塗布有處理液的基板進行熱處理，藉此在基板的一面上產生微相分離(microphase separation)。藉由上述曝光裝置對因為微相分離而形成有兩種類的聚合物的圖案之基板的一面照射光線。在前述曝光裝置中，可以預先設定的曝光量將形成於基板的一面的膜予以曝光。因此，能高精度地使形成於基板的一面的膜改質。之後，進行顯像處理。在該顯像處理中，藉由溶劑去除兩種類的聚合物中的一者。如此，依據前述基板處理裝置，能連續性地進行對於基板的處理液塗布、熱處理、曝光處理以及顯像處理。
(8)本發明的另一實施形態的曝光方法係用以曝光基板，並包含有：藉由保持部保持基板之步驟，該基板係於一面形成有具有預先設定的圖案的膜；從射出部射出用以使膜改質的光線之步驟；以從射出部射出的光線照射至被保持部保持的基板的一面之方式，使保持部及射出部中的至少一者朝另一者於一方向相對性地移動之步驟；以及以膜的曝光量成為預先設定的曝光量之方式，控制保持部與射出部之間的相對性地移動速度之步驟。
在該曝光方法中，一邊使保持基板之保持部及射出部中的至少一者朝另一者於一方向相對性地移動，一邊使射出部所射出的光線照射至基板的一面。藉此，膜的整體被 曝光。在此情形中，控制保持部與射出部之間的相對性地移動速度，藉此調整膜的曝光量。能藉由調高移動速度使曝光量減少。此外，能藉由降低移動速度使曝光量增加。藉此，不論從射出部所射出的光線的輸出為何，皆能廣範圍地調整曝光量。結果，即使在光線的輸出變化之情形中，亦可以預先設定的曝光量將形成於基板的一面的膜予以曝光。
(9)曝光方法亦可進一步具備有：檢測藉由射出部射出至基板之光線的照度之步驟；控制移動速度之步驟亦可包含有下述步驟：依據所檢測的照度，算出用以獲得預先設定的曝光量之移動速度，並以保持部與射出部以所算出的移動速度相對性地移動之方式控制保持部與射出部之間的相對性地移動速度。
在此情形中，依據所檢測的照度，以膜的曝光量成為與預先設定的曝光量相等之方式回授控制移動速度。藉此，可以預先設定的曝光量正確地將形成於基板的一面的膜予以曝光。
(10)相對性地移動之步驟為使保持部朝射出部於一方向相對性地移動之步驟；檢測照度之步驟亦可包含有：於藉由射出部將光線照射至基板時，使用以接收從射出部射出的光線之受光元件移動至不會干擾到基板的位置之步驟；以及在檢測除了光線照射至基板時之照度時，使受光元件移動至藉由保持部而移動之基板的移動路徑上之步驟。
在此情形中，受光元件不會干擾基板，可在被曝光的基板的移動路徑上檢測照度。藉此，正確地檢測照射至膜的光線的照度。
(11)曝光方法亦可進一步包含有：控制遮光機構之步驟，該遮光機構係構成為可切換至使從射出部射出的光線射入至受光元件之第一狀態以及使從射出部射出的光線不射入至受光元件之第二狀態；控制遮光機構之步驟係於照度的檢測時將遮光機構切換成第一狀態，於藉由射出部將光線照射至基板時將遮光機構切換成第二狀態。
在此情形中，於光線照射至基板時，光線不會射入至受光元件。因此，抑制受光元件的劣化，從而實現受光元件的長壽命化。
(12)曝光方法亦可進一步包含有：將被保持部保持的基板收容於殼體內之步驟；檢測殼體內的氧濃度之步驟；在所檢測的氧濃度為預先設定的處理濃度以下時，進行從射出部對基板照射光線的步驟。
在此情形中，在氧濃度為預先設定的處理濃度以下之氛圍內，藉由射出部將光線照射至基板。藉此，抑制從射出部射出的光線因為氧而大幅衰減。因此，抑制降低曝光的處理效率。
(13)本發明實施形態之一的基板處理方法係具備有：前述曝光方法；將含有定向自組裝材料之處理液塗布至藉由曝光方法照射光線之前的基板的一面，藉此於基板的一面形成膜之步驟；對藉由形成有膜後且被曝光方法照射光 線之前的基板進行熱處理之步驟；以及將溶劑供給至藉由曝光方法照射光線之後的基板的一面，並進行膜的顯像處理之步驟。
在該基板處理方法中，將處理液塗布至藉由前述曝光方法照射光線之前的基板後，對塗布有處理液的基板進行熱處理，藉此在基板的一面上產生微相分離。藉由上述曝光方法對因為微相分離而形成有兩種類聚合物的圖案之基板的一面照射光線。在前述曝光方法中，可以預先設定的曝光量將形成於基板的一面的膜予以曝光。因此，能高精度地使形成於基板的一面的膜改質。之後，進行顯像處理。在該顯像處理中，藉由溶劑去除兩種類的聚合物中的一者。如此，依據前述基板處理方法，能連續性地進行對於基板的處理液塗布、熱處理、曝光處理以及顯像處理。
11‧‧‧索引區
12‧‧‧處理區
21、23‧‧‧顯像處理室
22、24‧‧‧塗布處理室
25、35‧‧‧自轉夾具
26、36‧‧‧罩
27‧‧‧顯像噴嘴
50‧‧‧流體箱
60‧‧‧框體
61‧‧‧外壁
62‧‧‧搬運開口
70‧‧‧排氣部
71‧‧‧配管
72‧‧‧排氣裝置
100‧‧‧基板處理裝置
101‧‧‧上段熱處理部
102‧‧‧下段熱處理部
111‧‧‧承載器載置部
112、122‧‧‧搬運部
113‧‧‧承載器
114‧‧‧控制部
115、127、128‧‧‧搬運機構
116、HA‧‧‧手部
117、412b‧‧‧開口部
121‧‧‧塗布顯像處理部
123‧‧‧熱處理部
125‧‧‧上段搬運室
126‧‧‧下段搬運室
300‧‧‧光射出部
310、410‧‧‧殼體
320‧‧‧紫外線燈
321‧‧‧射出面
330‧‧‧第三惰性氣體供給部
331、451、511‧‧‧噴射孔
339、459、529‧‧‧惰性氣體導入管
400‧‧‧基板移動部
411‧‧‧前上表面部
412‧‧‧後上表面部
413‧‧‧下表面部
414‧‧‧前面部
415‧‧‧後面部
416‧‧‧一側面部
417‧‧‧另一側面部
418‧‧‧氣體導出管
419‧‧‧中央上表面部
420‧‧‧授受機構
421‧‧‧升降銷
422‧‧‧銷支撐構件
423‧‧‧銷升降驅動部
430‧‧‧區域搬運機構
431‧‧‧輸送軸
432‧‧‧輸送軸馬達
433‧‧‧導引軌道
434‧‧‧區域搬運手部
434h‧‧‧貫通孔
435‧‧‧支撐構件
439‧‧‧連結構件
441‧‧‧感測器升降驅動部
442‧‧‧遮光構件
443‧‧‧遮光驅動部
450‧‧‧第一惰性氣體供給部
500‧‧‧搬入搬出部
510‧‧‧蓋構件
510b‧‧‧槽部
510c、510d‧‧‧區域
520‧‧‧第二惰性氣體供給部
590‧‧‧蓋驅動部
591‧‧‧支撐板
592‧‧‧支撐軸
CP‧‧‧冷卻單元
CU‧‧‧塗布處理單元
DU‧‧‧顯像處理單元
L1‧‧‧基底層
L2‧‧‧導引圖案
L3‧‧‧膜(DSA膜)
PASS1至PASS4‧‧‧基板載置部
P1‧‧‧後方位置
P2‧‧‧前方位置
PHP‧‧‧熱處理單元
pr‧‧‧突出部
OWE‧‧‧曝光裝置
Q1、Q2‧‧‧圖案
S1‧‧‧後位置感測器
S2‧‧‧前位置感測器
S3‧‧‧照度感測器
S4‧‧‧氧濃度感測器
UV‧‧‧真空紫外線
W‧‧‧基板
圖1係本發明實施形態之一的基板處理裝置的示意性俯視圖。
圖2係主要顯示圖1的兩個塗布顯像處理部之基板處理裝置的示意性側視圖。
圖3係主要顯示圖1的熱處理部之基板處理裝置的示意性側視圖。
圖4係主要顯示圖1的搬運部之示意性側視圖。
圖5(a)至(d)係顯示圖1的基板處理裝置所進行之基板的處理的一例之示意圖。
圖6係曝光裝置的外觀立體圖。
圖7係曝光裝置的側視圖。
圖8係用以說明曝光裝置的內部構造之側視圖。
圖9係用以說明曝光裝置的內部構造之俯視圖。
圖10係用以說明曝光裝置的內部構造之前視圖。
圖11係後上表面部及中央上表面部的俯視圖。
圖12係蓋構件的仰視圖。
圖13係用以顯示殼體的開口部被開放的狀態之曝光裝置的外觀立體圖。
圖14(a)係紫外線燈及第三惰性氣體供給部的俯視圖。
圖14(b)係紫外線燈及第三惰性氣體供給部的前視圖。
圖14(c)係紫外線燈及第三惰性氣體供給部的仰視圖。
圖15係用以說明曝光裝置中的基板的曝光處理動作之側視圖。
圖16係用以說明曝光裝置中的基板的曝光處理動作之側視圖。
圖17係用以說明曝光裝置中的基板的曝光處理動作之側視圖。
圖18係用以說明曝光裝置中的基板的曝光處理動作之側視圖。
圖19係用以說明曝光裝置中的基板的曝光處理動作之側視圖。
圖20係用以說明曝光裝置中的基板的曝光處理動作之側視圖。
圖21係用以說明曝光裝置中的基板的曝光處理動作 之側視圖。
圖22係用以說明曝光裝置中的基板的曝光處理動作之側視圖。
圖23係用以說明曝光裝置中的照度測量動作之側視圖。
圖24係用以說明曝光裝置中的照度測量動作之側視圖。
圖25係用以說明曝光裝置中的照度測量動作之側視圖。
以下使用圖式說明本發明實施形態之一的曝光裝置、基板處理裝置、曝光方法以及基板處理方法。在以下說明的基板處理裝置中，進行利用了嵌段共聚物的定向自組裝之處理。具體而言，於基板上塗布有含有定向自組裝材料之處理液。之後，藉由於定向自組裝材料所產生的微相分離，於基板上形成有兩種類的聚合物之圖案。藉由溶劑去除兩種類的聚合物中的一者的圖案。這些一連串的處理的詳細說明係容後述。
在以下說明中，所謂基板係指半導體基板、液晶顯示裝置用基板、電漿顯示器用基板、光碟用基板、磁碟用基板、光磁碟用基板、光罩用基板等。此外，將含有定向自組裝材料之處理液稱為DSA液。再者，將用以去除因為微相分離而形成於基板上的兩種類的聚合物的圖案中的一者之處理稱為顯像處理，將使用於該顯像處理之溶劑稱為顯 像液。
[1]基板處理裝置的整體構成
圖1係本發明的實施形態之一的基板處理裝置的示意性俯視圖。為了使位置關係明確，於圖1以後的特定圖式中附上用以表示彼此正交之X方向、Y方向以及Z方向之箭頭。X方向及Y方向係在水平面內彼此正交，Z方向係相當於鉛直方向。
如圖1所示，基板處理裝置100係具備有索引區(indexer block)11以及處理區12。索引區11係包含有複數個(在本例子中為四個)承載器(carrier)載置部111以及搬運部112。於各個承載器載置部111載置有用以多段地收容複數個基板W之承載器113。
於搬運部112設置有控制部114以及搬運機構115。控制部114係包含有例如CPU(Central Processing Unit；中央處理器)以及記憶體，或者包含有微電腦，並控制基板處理裝置100的各種構成要素。搬運機構115係具備有用以保持基板W之手部(hand)116。搬運機構115係一邊藉由手部116保持基板W一邊搬運該基板W。如後述的圖4所示，於搬運部112形成有用以在承載器113與搬運機構115之間授受基板W之開口部117。
處理區12係包含有兩個塗布顯像處理部121、搬運部122以及熱處理部123。兩個塗布顯像處理部121係以於X方向排列之方式配置。兩個塗布顯像處理部121與熱處理部123係以夾著搬運部122相對向之方式配置。於搬運部 122與索引區11之間設置有用以載置基板W之基板載置部PASS1以及後述之基板載置部PASS2至PASS4(圖4)。於搬運部122設置有用以搬運基板W之搬運機構127以及後述之搬運機構128(圖4)。
圖2係主要顯示圖1的兩個塗布顯像處理部121之基板處理裝置100的示意性側視圖。如圖2所示，於各個塗布顯像處理部121階層式地設置有顯像處理室21、23以及塗布處理室22、24。於顯像處理室21、23的各者設置有顯像處理單元DU，於塗布處理室22、24的各者設置有塗布處理單元CU。
各個顯像處理單元DU係具備有：一個或複數個自轉夾具(spin chuck)25，係用以保持基板W；以及罩(cup)26，係以圍繞各個自轉夾具25的周圍之方式設置。在本實施形態中，於一個顯像處理單元DU設置有兩個自轉夾具25以及罩26。此外，如圖1所示，顯像處理單元DU係具備有：兩個顯像噴嘴27，係用以噴出顯像液；以及移動機構28，係使該顯像噴嘴27朝X方向移動。
在顯像處理單元DU中，藉由未圖示的驅動裝置，兩個自轉夾具25係分別旋轉，且一者的顯像噴嘴27係將顯像液供給至被一者的自轉夾具25保持的基板W。此外，另一者的顯像噴嘴27係將顯像液供給至被另一者的自轉夾具25保持的基板W。如此，藉由將顯像液供給至基板W而進行基板W的顯像處理。
與顯像處理單元DU同樣地，塗布處理單元CU係具 備有一個或複數個自轉夾具35以及一個或複數個罩36。在本實施形態中，於一個塗布處理單元CU設置有兩組自轉夾具35以及罩36。自轉夾具35係被未圖示的驅動裝置(例如電動馬達)旋轉驅動。此外，塗布處理單元CU係具備有：複數個處理液噴嘴(未圖示)，係用以噴出DSA液；以及噴嘴搬運機構(未圖示)，係用以搬運這些處理液噴嘴。
在塗布處理單元CU中，自轉夾具35係藉由未圖示的驅動裝置而旋轉，且複數個處理液噴嘴中的任一個處理液噴嘴係藉由噴嘴搬運機構移動至基板W的上方，並從該處理液噴嘴噴出DSA液。藉此，將DSA液塗布至基板W上。此外，從未圖示的邊緣清洗(edge rinse)噴嘴將清洗液噴出至基板W的周緣部。藉此，去除附著於基板W的周緣部的DSA液。
在本實施形態中，以DSA液而言，能使用由兩種類的聚合物所構成的嵌段共聚物。以兩種類的聚合物的組合而言，例如能例舉聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯(PS(polystyrene)-PMMA(polymethylmethacrylate))、聚苯乙烯-聚二甲基矽氧烷(PS-PDMS(polydimethylsiloxane))、聚苯乙烯-聚二茂鐵二甲基矽烷(PS-PFS(poly ferrocenyl dimethylsilane))、聚苯乙烯-聚環氧乙烷(PS-PEO(polyethylene oxide))、聚苯乙烯-聚乙烯吡咯啶酮(PS-PVP(polyvinyl pyrrolidone))、聚苯乙烯-聚羥基苯乙烯(PS-PHOST(polyhydroxvstvrene))、以及聚甲基丙烯酸甲酯-聚丙烯酸甲酯多面體聚矽氧烷 (PMMA(polymethylmethacrylate)-PMAPOSS(polymethacrylate polyhedral oligomeric silsesquioxane))等。
此外，以顯像液的溶媒而言，能使用例如甲苯、庚烷、丙酮、丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEApropylene glycol monomethyl ether acetate))、丙二醇甲醚(PGME(propylene glycol monomethyl ether))、環己酮、乙酸、四氫呋喃、異丙醇(IPA(isopropyl alcohol))、或氫氧化四甲銨(TMAH(Tetra Methyl Ammonium Hydroxide))等。
如圖1及圖2所示，於各個塗布顯像處理部121的一端設置有流體箱50。於流體箱50內收容有係用以對顯像處理單元DU以及塗布處理單元CU供給顯像液及DSA液以及用以處理來自顯像處理單元DU以及塗布處理單元CU的廢液及排氣等之導管、接頭、閥、流量計、調節器(regulator)、泵(pump)、溫度調節器等流體關連機器。
圖3係主要顯示圖1的熱處理部123之基板處理裝置100的示意性側視圖。如圖3所示，熱處理部123係具備有設置於上方的上段熱處理部101以及設置於下方的下段熱處理部102。於上段熱處理部101及下段熱處理部102各者設置有複數個熱處理單元PHP、複數個冷卻單元CP以及曝光裝置OWE。
在熱處理單元PHP中，進行基板W的加熱處理。在冷卻單元CP中，進行基板W的冷卻處理。在曝光裝置OWE中，進行基板W的曝光處理。曝光裝置OWE的詳細說明 係容後述。
圖4係主要顯示圖1的搬運部112、122之示意性側視圖。如圖4所示，搬運部122係具備有上段搬運室125及下段搬運室126。於上段搬運室125設置有搬運機構127，於下段搬運室126設置有搬運機構128。
於搬運部112與上段搬運室125之間設置有基板載置部PASS1、PASS2，於搬運部112與下段搬運室126之間設置有基板載置部PASS3、PASS4。
於基板載置部PASS1、PASS3載置有從索引區11搬運至處理區12之基板W。於基板載置部PASS2、PASS4載置有從處理區12搬運至索引區11之基板W。
搬運機構127、128各者係能使用兩個手部HA保持基板W並於X方向及Z方向移動，從而搬運基板W。搬運機構127係在基板載置部PASS1、PASS2、顯像處理室21(圖2)、塗布處理室22(圖2)以及上段熱處理部101(圖3)之間搬運基板W。搬運機構128係在基板載置部PASS3、PASS4、顯像處理室23(圖2)、塗布處理室24(圖2)以及下段熱處理部102(圖3)之間搬運基板W。
[2]基板處理
圖5係顯示圖1的基板處理裝置100所進行的基板W的處理的一例之示意圖。在圖5中，顯示每次進行處理時所變化之基板W的狀態之剖視圖。在本例中，如圖5(a)所示，以基板W搬入至基板處理裝置100之前的初始狀態而言，以覆蓋基板W的上表面(主面)之方式形成有基底層 L1，於基底層L1上形成有例如由光阻(photoresist)所構成的導引圖案L2。
在基板處理裝置100中，藉由圖2的塗布處理單元CU將DSA液塗布至基板W的上表面。藉此，如圖5(b)所示，於未形成有導引圖案L2的基底層L1上形成有由兩種類的聚合物所構成的DSA液的膜(以下稱為DSA膜)L3。
接著，藉由圖3的熱處理單元PHP對基板W上的DSA膜L3進行加熱處理，藉此於DSA膜L3產生微相分離。結果，如圖5(c)所示，形成有由一者的聚合物所構成的圖案Q1以及由另一者的聚合物所構成的圖案Q2。在本例中，以沿著導引圖案L2之方式，指向性地形成有線狀的圖案Q1以及線狀的圖案Q2。
接著，藉由圖3的曝光裝置OWE對微相分離後的DSA膜L3整體照射用以使DSA膜L3改質之光線，進行曝光處理。在本實施形態中，以用以使DSA膜L3改質之光線而言，能使用波長約120nm以上且約230nm以下的紫外線(真空紫外線)。藉此，切斷一者的聚合物與另一者的聚合物之間的結合，並分離圖案Q1與圖案Q2。
接著，藉由圖2的顯像處理單元DU對基板W上的DSA膜L3供給顯像液，進行顯像處理。藉此，如圖5(d)所示，去除圖案Q2。最後，於基板W上殘留有圖案Q1。
[3]曝光裝置
圖6係曝光裝置OWE的外觀立體圖，圖7係曝光裝置OWE的側視圖。如圖6及圖7中的一點鍊線所示，曝光裝 置OWE係包含有框體60。框體60係具有朝向圖1的搬運部122之外壁61。如圖6所示，於外壁61形成有用以在搬運部122內與框體60內之間搬運基板W之搬運開口62。此外，於框體60的底部設置有排氣部70。排氣部70係經由配管71連接至排氣裝置72。排氣裝置72係例如為工廠內的排氣設備，進行從框體60所排出的氣體的無害化處理等。藉此，即使在後述之基板W的曝光處理時於曝光裝置OWE內產生臭氧之情形中，所產生的臭氧亦通過排氣部70及配管71輸送至排氣裝置72。因此，防止曝光處理所產生的臭氧擴散至曝光裝置OWE的周邊。
在以下的說明中，如圖6以後的特定圖式中的粗的一點鍊線的箭頭所示，將從框體60的內部朝向搬運開口62之方向稱為後方，將與該後方相反的方向稱為前方。
曝光裝置OWE除了包含有框體60之外，主要係由光射出部300、基板移動部400以及搬入搬出部500所構成。基板移動部400係包含具有略長方體形狀的殼體410。殼體410係包含有前上表面部411、中央上表面部419、後上表面部412、下表面部413、前面部414、後面部415、一側面部416以及另一側面部417。
一側面部416以及另一側面部417係以朝前後方向延伸且彼此相對向之方式設置。於一側面部416以及另一側面部417的上端部中央形成有朝一定高度上方延伸的突出部pr。在圖6及圖7中，僅顯示一側面部416以及另一側面部417中的另一側面部417的突出部pr。
中央上表面部419係以連接一側面部416的突出部pr與另一側面部417的突出部pr之方式設置。前上表面部411係以在比突出部pr還前方的位置連接一側面部416的上端部與另一側面部417的上端部之方式設置。後上表面部412係以在比突出部pr還後方的位置連接一側面部416的上端部與另一側面部417的上端部之方式設置。前上表面部411及後上表面部412的高度彼此相等。
以連接一側面部416的上端部與另一側面部417的上端部之方式且以位於前上表面部411與後上表面部412之間之方式，於殼體410上設置有光射出部300。光射出部300的一部分係位於中央上表面部419的上方。光射出部300的詳細說明係容後述。
於光射出部300的後方設置有搬入搬出部500。如圖7所示，搬入搬出部500係包含有蓋構件510、蓋驅動部590、支撐板591以及兩個支撐軸592。在圖7中，僅顯示兩個支撐軸592中一者的支撐軸592。兩個支撐軸592係以在殼體410的兩側部朝上下方向延伸之方式分別設置。支撐板591係被兩個支撐軸592以水平姿勢支撐。在此狀態下，支撐板591係位於光射出部300的後方且為後上表面部412的上方。於支撐板591的下表面安裝有蓋驅動部590。於蓋驅動部590的下方設置有蓋構件510。
於殼體410的後上表面412形成有開口部412b。蓋驅動部590係驅動蓋構件510，藉此使蓋構件510朝上下方向移動。藉此，開口部412b係被閉塞或開放。藉由開放開口 部412b，可將基板W搬入至殼體410內以及從殼體410搬出基板W。蓋構件510的構造以及蓋構件510所進行的開口部412b的開閉動作的詳細說明係容後述。
圖8係用以說明曝光裝置OWE的內部構造之側視圖。圖9係用以說明曝光裝置OWE的內部構造之俯視圖。圖10係用以說明曝光裝置OWE的內部構造之前視圖。
在圖8中，顯示已拆除另一側面部417(圖6)之曝光裝置OWE的狀態。在圖9中，顯示已拆除前上表面部411(圖6)以及後上表面部412(圖6)之曝光裝置OWE的狀態。在圖10中，顯示已拆除前面部414(圖6)之曝光裝置OWE的狀態。此外，在圖8至圖10中，以一點鍊線顯示光射出部300(圖6)的構成的一部分或全部，並省略框體60(圖6)的圖示。
如圖8所示，於基板移動部400的殼體410內設置有授受機構420以及區域(local)搬運機構430。授受機構420係包含有複數個升降銷421、銷支撐構件422以及銷升降驅動部423，並配置於比光射出部300還後方。
複數個升降銷421係以分別朝上方延伸之方式設置於銷支撐構件422。銷升降驅動部423係將銷支撐構件422以可朝上下方向移動之方式支撐。在此狀態下，複數個升降銷421係以重疊至後上表面部412的開口部412b之方式配置。授受機構420係例如被圖1的控制部114控制。藉由銷升降驅動部423動作，複數個升降銷421的上端部係在比後上表面部412還上方的授受位置以及比後述的區域 搬運手部434還下方的待機位置之間移動。
如圖9所示，區域搬運機構430係包含有輸送軸431、輸送軸馬達432、兩個導引軌道433、區域搬運手部434、兩個手部支撐構件435以及連結構件439。
在殼體410內，於前面部414的附近設置有輸送軸馬達432。從輸送軸馬達432至後面部415的附近，以朝前後方向延伸之方式設置有輸送軸431。輸送軸431係例如為滾珠螺桿(ball screw)，並連接至輸送軸馬達432的旋轉軸。
在一側面部416的附近，以朝前後方向延伸之方式設置有導引軌道433。此外，在另一側面部417的附近，以朝前後方向延伸之方式設置有導引軌道433。輸送軸431及兩個導引軌道433係以彼此平行之方式配置。
兩個手部支撐構件435係以可分別朝前後方向移動且朝上方延伸之方式設置於兩個導引軌道433上。兩個手部支撐構件435係具有共同的高度。以連接兩個手部支撐構件435的上端部之方式設置有區域搬運手部434。區域搬運手部434為具有略圓形狀的板構件，並被兩個手部支撐構件435支撐。於區域搬運手部434上載置有基板W。
於區域搬運手部434形成有複數個貫通孔434h。複數個貫通孔434h係以圍繞區域搬運手部434的中心部之方式等角度間隔地配置。於複數個貫通孔434h係分別可被授受機構420的複數個升降銷421插入。此外，於區域搬運手部434的下表面設置有用以連結區域搬運手部434與輸送軸431之連結構件439。
區域搬運機構430係被例如圖1的控制部114控制。藉由輸送軸馬達432動作，輸送軸431係旋轉。藉此，區域搬運手部434係在比光射出部300還後方的後方位置P1與比光射出部300還前方的前方位置P2之間於前後方向移動。在圖8以後的特定圖式中，以黑色三角箭頭顯示後方位置P1以及前方位置P2的中心部。此外，在圖8及圖9中，以二點鍊線顯示位於前方位置P2的區域搬運手部434以及手部支撐構件435的狀態。
在授受機構420的複數個升降銷421的上端部位於待機位置且區域搬運手部434位於後方位置P1的狀態下，複數個貫通孔434h係分別被定位至授受機構420的複數個升降銷421上。
如上所述，在本例的曝光裝置OWE中，進行使用了真空紫外線之基板W的曝光處理。當於照射至基板W之真空紫外線的路徑存在有氧時，接受真空紫外線之氧分子係分離成氧原子，且分離的氧原子係與其他氧分子再次結合而產生臭氧。在此情形中，到達至基板W的真空紫外線係衰減。真空紫外線的衰減係比約230nm還長的波長的紫外線的衰減還大。
為了降低真空紫外線的衰減，需降低真空紫外線的路徑中的氧濃度。因此，於殼體410內設置有第一惰性氣體供給部450。如圖9所示，第一惰性氣體供給部450係由兩端部閉塞的管狀構件所構成，並以從一側面部416朝另一側面部417延伸之方式安裝至後面部415的內面。
如圖10所示，於第一惰性氣體供給部450中之朝向前方的部分形成有複數個噴射孔451。複數個噴射孔451係以從第一惰性氣體供給部450的一端部至另一端部以略等間隔排列之方式配置。此外，如圖8及圖9所示，於第一惰性氣體供給部450中之朝向後方的部分連接有惰性氣體導入管459的一端部。惰性氣體導入管459的另一端部係位於殼體410的外側。
於惰性氣體導入管459的另一端部連接有未圖示的惰性氣體供給系統。於殼、體410的前面部414設置有用以將殼體410內的氛圍排出至殼體410的外部之氣體導出管418。從惰性氣體供給系統供給至惰性氣體導入管459之惰性氣體係通過第一惰性氣體供給部450的內部空間從複數個噴射孔451朝殼體410內噴射。此時，殼體410內的氛圍係從氣體導出管418排出至殼體410的外部。藉此，殼體410內的氛圍係被惰性氣體置換，藉此降低氧濃度。在本實施形態中，以惰性氣體而言，能使用氮氣。
如圖8所示，於殼體410內進一步設置有後位置感測器S1、前位置感測器S2、照度感測器S3以及氧濃度感測器S4。後位置感測器S1係檢測區域搬運手部434是否位於後方位置P1，並將檢測結果傳送至圖1的控制部114。前位置感測器S2係檢測區域搬運手部434是否位於前方位置P2，並將檢測結果傳送至圖1的控制部114。以後位置感測器S1及前位置感測器S2而言，能使用例如光學式的感測器等。
氧濃度感測器S4係檢測殼體410內的氧濃度，並將檢測結果傳送至圖1的控制部114。以氧濃度感測器S4而言，能使用賈法尼電池(galvanic battery)式氧感測器或者氧化鋯式氧感測器等。
照度感測器S3係包含有光電二極體(photo diode)等受光元件，並檢測照射至受光元件的受光面之光線的照度。在此，所謂照度為照射至受光面的每單位面積之光的工作率。照度的單位係以例如「W/m2」表示。在本實施形態中，照度感測器S3所檢測的照度係相當於照射至藉由區域搬運手部434在後方位置P1與前方位置P2之間移動的基板W之真空紫外線的照度，亦即相當於在曝光處理時照射至基板W之真空紫外線的照度。此外，照度感測器S3係在與光射出部300的後述之射出面321(圖14)相對向的位置被感測器升降驅動部441以可朝上下方向移動之方式支撐。感測器升降驅動部441係被例如圖1的控制部114控制。
如圖9及圖10所示，於照度感測器S3的附近設置有遮光構件442及遮光驅動部443。遮光構件442係具有比照度感測器S3的受光元件還大的外形。遮光驅動部443係在上下方向中之照度感測器S3與光射出部300之間的位置(高度)，將遮光構件442以可朝前後方向移動之方式支撐。遮光驅動部443係被例如圖1的控制部114控制。感測器升降驅動部441及遮光驅動部443的動作的詳細說明係容後述。
接著，說明圖6的殼體410的後上面部412、中央上表面部419以及搬入搬出部500的蓋構件510的構成。圖11係後上表面部412以及中央上表面部419的俯視圖。圖12係蓋構件510的仰視圖。
如圖11所示，在從上方觀看後上表面部412及中央上表面部419的情形中，開口部412b係被後上表面部412的前緣及中央上表面部419的後緣圍繞。蓋構件510係具有比開口部412b還稍大的外形。此外，蓋構件510的下表面係以與除了兩端部之前緣的一部分距離一定寬度的區域510d比其他區域還高一定高度程度之方式形成。
在藉由蓋構件510閉塞開口部412b之情形中，蓋構件510的下表面中之與除了前緣之外緣距離一定寬度的區域510c係抵接至後上表面部412的上表面。此外，蓋構件510的下表面中的區域510d係抵接至中央上表面部419的上表面。亦即，蓋構件510的下表面係接觸至後上表面部412及中央上表面部419中之圍繞開口部412b的區域。藉此，不會於殼體410與蓋構件510之間產生間隙。因此，以簡單的構成提升殼體410內的密閉性。
如圖12所示，於蓋構件510的下表面以沿著區域510c的內緣延伸之方式形成有略一定寬度的槽部510b。於槽部510b內設置有第二惰性氣體供給部520。第二惰性氣體供給部520係由一端部被閉塞的管狀構件所構成。於該管狀構件中之朝向下方的部分形成有複數個噴射孔511。複數個噴射孔511係以略等間隔地排列之方式配置。此外，於 第二惰性氣體供給部520的另一端部連接有惰性氣體導入管529的一端部。惰性氣體導入管529的另一端部係突出至蓋構件510的側方。於惰性氣體導入管529的另一端部連接有未圖示的惰性氣體供給系統。
在藉由蓋構件510開放開口部412b之情形中，蓋構件510的下表面的區域510c係在後上表面部412的上方的位置與後上表面部412的上表面相對向。此外，蓋構件510的下表面的區域510d係在中央上表面部419的上方的位置與中央上表面部419的上表面相對向。在此狀態下，惰性氣體係從惰性氣體供給系統供給至惰性氣體導入管529。
圖13係顯示殼體410的開口部412b開放的狀態之曝光裝置OWE的外觀立體圖。在圖13中，僅顯示曝光裝置OWE中搬入搬出部500及其周邊部。
如圖13中以粗的實線的箭頭所示，在開口部412b開放的狀態下被供給至惰性氣體導入管529之惰性氣體係從第二惰性氣體供給部520(圖12)的複數個噴射孔511(圖12)朝下方噴射。從複數個噴射孔511(圖12)噴射之惰性氣體係通過開口部412b的內緣附近流入至殼體410內。
在此情形中，以沿著開口部412b的內緣部之方式形成有從蓋構件510的下表面朝向下方之惰性氣體的流動。所形成的惰性氣體的流動係在蓋構件510的下方的空間及該空間的外部之間阻隔氛圍的流動。藉此，防止殼體410的外部的氛圍通過開口部412b進入至殼體410內。此外，抑制殼體410內的氛圍通過開口部412b漏出至殼體410外。
接著，說明光射出部300的構成。如圖8至圖10所示，光射出部300係包含有殼體310、紫外線燈320以及第三惰性氣體供給部330。在圖8及圖10中，以一點鍊線顯示殼體310。在圖9中，以一點鍊線顯示殼體310、紫外線燈320以及第三惰性氣體供給部330。於殼體310內收容有紫外線燈320以及第三惰性氣體供給部330，並收容有紫外線燈320的驅動電路、配線以及連接端子等。光射出部300係被例如圖1的控制部114控制。
紫外線燈320及第三惰性氣體供給部330係具有分別朝一方向延伸之長方體形狀。如圖9中的一點鍊線所示，紫外線燈320及第三惰性氣體供給部330的長度方向的尺寸係彼此相等，且與一側面部416及另一側面部417之間的距離大致相等。
在本例中，以紫外線燈320而言，能使用產生波長172nm的真空紫外線之氙準分子燈(xenon excimer lamp)。此外，紫外線燈320只要為產生波長230nm以下的真空紫外線之燈即可，亦能使用其他的準分子燈或氘燈(deuterium lamp)等來取代氙準分子燈。
圖14(a)係紫外線燈320及第三惰性氣體供給部330的俯視圖。圖14(b)係紫外線燈320及第三惰性氣體供給部330的前視圖。圖14(c)係紫外線燈320及第三惰性氣體供給部330的仰視圖。
如圖14(c)所示，於紫外線燈320的下表面以從紫外線燈320的一端部朝另一端部延伸之方式形成有真空紫外線 的射出面321。於紫外線燈320點燈時，從射出面321朝下方射出真空紫外線。從紫外線燈320射出的真空紫外線係具有與行進方向(在本例中為上下方向)正交之帶狀的剖面。
紫外線燈320係以帶狀的真空紫外線橫切過載置於圖9的區域搬運手部434之基板W的移動路徑之方式配置。在此情形中，在從紫外線燈320射出帶狀的真空紫外線之狀態下，區域搬運手部434(圖9)係以一定的移動速度在後方位置P1(圖9)與前方位置P2(圖9)之間移動，藉此帶狀的真空紫外線係從基板W的一端部朝另一端部掃描。藉此，對基板W的上表面全部的區域照射真空紫外線。
如圖14(a)至(c)所示，於紫外線燈320的前面下端部安裝有第三惰性氣體供給部330。第三惰性氣體供給部330係具有兩端部被閉塞的角筒形狀。
如圖14(b)、(c)所示，於第三惰性氣體供給部330中之朝向下方的部分形成有複數個噴射孔331。複數個噴射孔331係以從第三惰性氣體供給部330的一端部朝另一端部略等間隔地排列之方式配置。此外，於第三惰性氣體供給部330的前面連接有惰性氣體導入管339的一端部。於惰性氣體導入管339的另一端部連接有未圖示的惰性氣體供給系統。
於基板W的曝光處理時，惰性氣體係從惰性氣體供給系統供給至惰性氣體導入管339。供給至惰性氣體導入管339之惰性氣體係通過第三惰性氣體供給部330的內部空 間從複數個噴射孔331噴射至圖8的殼體410內。
如圖14(c)所示，複數個噴射孔331係與紫外線燈320的射出面321彼此相鄰。因此，於基板W的曝光處理時，能使照射至基板W之真空紫外線的路徑的氧濃度更降低。因此，能更抑制照射至基板W之真空紫外線的衰減。藉此，抑制降低曝光的處理效率。
在以下的說明中，將曝光處理時照射至基板W的上表面的每單位面積之真空紫外線的能量稱為曝光量。曝光量的單位係以例如「J/m2」表示。從紫外線燈320照射至基板W的上表面之真空紫外線的衰減係除了與氧濃度有關之外，亦隨著紫外線燈320與基板W之間的真空紫外線的路徑愈長而愈大。因此，當基板W的上表面相對於紫外線燈320的射出面321(圖14)傾斜時，在基板W的上表面的複數個位置產生曝光量的差值。
在本實施形態中，紫外線燈320係以在水平面內於與前後方向正交的方向(以下稱為左右方向)延伸之方式配置。此外，如圖10所示，區域搬運手部434係以連接兩個手部支撐構件435的上端部之方式設置。兩個手部支撐構件435係以在基板W載置於區域搬運手部434的狀態下在左右方向中夾著基板W的中心相對向之方式配置。由於兩個手部支撐構件435具有共同的高度，因此在兩個手部支撐構件435排列之左右方向中，區域搬運手部434的高度變成一定。
藉此，在左右方向中，載置於區域搬運手部434之基 板W與紫外線燈320之間的距離係維持一定。藉此，於基板W的曝光處理時對基板W的上表面整體均勻地照射真空紫外線。因此，防止於曝光量的分布產生誤差。
[4]曝光條件
在本實施形態中，曝光裝置OWE所進行之基板W的曝光條件係含有殼體410內的氧濃度及區域搬運手部434所為之基板W的移動速度。
曝光處理中的殼體410內的氧濃度係設定成變成比例如1%還低。在此情形中，在被圖8的氧濃度感測器S4所檢測的氧濃度比1%還低時，進行基板W的曝光處理。藉此，抑制照射至基板W之真空紫外線因為氧而大幅衰減。此外，能降低因為殘留於真空紫外線的路徑中的氧而於曝光處理中所產生的臭氧。另一方面，當被圖8的氧濃度感測器S4所檢測的氧濃度為1%以上時，不進行基板W的曝光處理。
曝光量係依據基板W的處理內容對每個基板W或者每個基板W的種類預先設定。預先設定的曝光量係於基板W的曝光處理前作為設定曝光量記憶至圖1的控制部114。
如上所述，在以一定速度從基板W的一端部朝另一端部掃描帶狀的真空紫外線之情形中，能藉由控制基板W的移動速度來調整基板W的曝光量。例如，能藉由提高基板W的移動速度使曝光量減少，並能藉由降低基板W的移動速度使曝光量增加。因此，於基板W的曝光量、照射至基板W之真空紫外線的照度、以及基板W的移動速度之間 存在一定的關係。
因此，在本實施形態中，藉由後述的照度測量，於曝光處理前預先藉由照度感測器S3檢測於曝光處理時成為照射之基板W之真空紫外線的照度。在此情形中，將被照度感測器s3所檢測的照度設為IL(W/m2(=J/sec．m2))，將設定曝光量設為SA(J/m2)，將從紫外線燈320射出之真空紫外線的剖面中之與基板W的移動方向平行的長度(照射寬度)設為EW(m)，此時為了獲得設定曝光量所需之基板W的移動速度V(m/sec)係以下述式(1)表示。
[式(1)]V=(EW×IL)/SA
依據上述式(1)，藉由控制部114算出基板W的移動速度。以在從光射出部300射出真空紫外線的狀態下區域搬運手部434以所算出的移動速度從前方位置P2移動至後方位置P1(或者從後方位置P1移動至前方位置P2)之方式，控制基板移動部400。
如此，依據照度感測器S3所檢測的照度，以基板W的曝光量成為設定曝光量之方式回授控制基板W的移動速度。藉此，正確地調整照射至基板W之真空紫外線的曝光量。
[5]曝光處理動作
圖15至圖22係用以說明曝光裝置OWE中的基板W的曝光處理動作之側視圖。與圖8的側視圖同樣地，在圖15至圖22中，顯示已拆除框體60(圖6)及另一側面部417(圖 6)的曝光裝置OWE的狀態。為了容易識別基板移動部400的各構成要素與基板W，在圖17至圖22中以陰影線顯示基板W。
如圖15所示，在初始狀態中，區域搬運手部434係位於後方位置P1，複數個升降銷421的上端部係位於待機位置。此外，殼體410的開口部412b係處於被閉塞的狀態，紫外線燈320係處於熄燈狀態。再者，如圖15中以粗的實線的箭頭所示，從第一惰性氣體供給部450將惰性氣體供給至殼體410內。
從第一惰性氣體供給部450將惰性氣體供給至殼體410內，藉此降低殼體410內的氧濃度。藉此，殼體410內的氧濃度係保持成例如比1%還低。
如圖16所示，為了將基板W搬入至殼體410內，藉由蓋構件510上升而開放開口部412b。此時，藉由圖12的第二惰性氣體供給部520，從蓋構件510的下表面將惰性氣體供給至開口部412b(參照圖13)。藉此，如上所述，防止殼體410的外部的氛圍通過開口部412b進入至殼體410內。此外，授受機構420的複數個升降銷421係上升。藉此，複數個升降銷421的上端部係從待機位置移動至授受位置。
接著，如圖17所示，藉由圖4的搬運機構127、128任一者的手部HA，水平姿勢的基板W係水平方向地插入至蓋構件510與開口部412b之間，並載置於複數個升降銷421上。接著，授受機構420的複數個升降銷421係下降。 藉此，如圖18所示，複數個升降銷421的上端部係從授受位置移動至待機位置，水平姿勢的基板W係通過開口部412b移動至殼體410內。此時，基板W係從複數個升降銷421授予至區域搬運手部434。此外，蓋構件510係下降，藉此閉塞開口部412b，且圖12的第二惰性氣體供給部520停止供給惰性氣體。
接著，如圖19中的中空箭頭所示，區域搬運手部434係從後方位置P1移動至前方位置P2。此時，由於紫外線燈320處於熄燈狀態，因此基板W不被曝光。
之後，圖1的控制部114係依據前位置感測器S2的檢測結果判斷區域搬運手部434是否位於前方位置P2。此外，控制部114係判斷氧濃度感測器S4所檢測的氧濃度是否低於1%。
當區域搬運手部434位於前方位置P2且氧濃度低於1%時，紫外線燈320係從熄燈狀態切換至點燈狀態。藉此，如圖20中的點圖案所示，從紫外線燈320朝下方射出真空紫外線UV。真空紫外線UV係具有朝左右方向延伸之帶狀的剖面，該左右方向係具有比基板W的直徑還長的長度。
此外，從第三惰性氣體供給部330將惰性氣體供給至殼體410內。從第三惰性氣體供給部330供給的惰性氣體係衝撞至區域搬運手部434的一部分或者基板W的一部分，並於基板W的上方的空間流動。
接著，如圖21中以中空的箭頭所示，區域搬運手部434係從前方位置P2移動至後方位置P1。此時的移動速度 係以預先使用上述式(1)所算出的速度成為一定之方式控制。藉此，如上所述，基板W的上表面全部的區域係以設定曝光量曝光。
之後，圖1的控制部114係依據後位置感測器S1的檢測結果判斷區域搬運手部434是否位於後方位置P1。當區域搬運手部434位於後方位置P1時，紫外線燈320係從點燈狀態切換成熄燈狀態。此外，第三惰性氣體供給部330停止供給惰性氣體。此時的曝光裝置OWE的狀態係與圖18的例子相同。
接著，如圖22所示，為了從殼體410內搬出基板W，藉由蓋構件510上升而開放開口部412b。此時，藉由圖12的第二惰性氣體供給部520，從蓋構件510的下表面將惰性氣體供給至開口部412b(參照圖13)。此外，授受機構420的複數個升降銷421係上升。藉此，複數個升降銷421的上端部係從待機位置移動至授受位置，基板W係從區域搬運手部434授予至複數個升降銷421。如此，水平姿勢的基板W係從殼體410內移動至開口部412b的上方。
載置於複數個升降銷421上之曝光處理後的基板W係藉由圖4的搬運機構127、128的任一者的手部HA於水平方向被取出。之後，授受機構420的複數個升降銷421係下降，且蓋構件510係下降，藉此閉塞開口部412b。此外，圖12的第二惰性氣體供給部520係停止供給惰性氣體。藉此，曝光裝置OWE係返回初始狀態。
[6]照度測量動作
為了獲得使用於基板W的曝光處理之設定速度，例如每次曝光處理預先設定的數量的基板W時進行以下所示的照度測量，或者對每個基板W的批量(lot)進行以下所示的照度測量，或者於每一天進行以下所示的照度測量。
圖23至圖25係用以說明曝光裝置OWE中的照度測量動作之側視圖。與圖8的側視圖同樣地，在圖23至圖25中，顯示已拆卸框體60(圖6)及另一側面部417(圖6)之曝光裝置OWE的狀態。
如圖23中粗的虛線所示，在曝光裝置OWE中，在未進行照度測量的期間，以覆蓋照度感測器S3的上端部之方式配置有遮光構件442。藉此，在對基板W照射真空紫外線時光線不會射入至照度感測器S3的受光元件。因此，抑制照度感測器S3的劣化，從而實現照度感測器S3的長壽命化。此外，照度感測器S3係配置於比區域搬運手部434的移動路徑還下方。
照度測量係在殼體410的開口部412b被閉塞且氧濃度感測器S4所檢測的氧濃度低於1%以下的狀態下開始。在初始狀態中，紫外線燈320係處於熄燈狀態。
如圖23中的中空的箭頭所示，當開始照度測量時，藉由遮光驅動部443，遮光構件442係移動至前方。藉此，照度感測器S3的上端部係露出於上方。
接著，如圖24中以中空的箭頭所示，藉由感測器升降驅動部441，照度感測器S3係上升。此時，照度感測器S3係以受光面的高度與載置於區域搬運手部434之基板W的 上表面的高度一致之方式被定位。
接著，紫外線燈320係從熄燈狀態切換至點燈狀態。藉此，如圖25中的點圖案所示，從紫外線燈320朝照度感測器S3射出帶狀的真空紫外線UV。
從紫外線燈320射出的真空紫外線UV的一部分係射入至照度感測器S3的受光元件。藉此，檢測於曝光處理時照射至基板W之真空紫外線的照度。照度的檢測結果係傳送至圖1的控制部114。
之後，照度感測器S3下降，且紫外線燈320係從點燈狀態切換成熄燈狀態。此外，遮光構件442係以覆蓋照度感測器S3的上端部之方式移動至後方。藉此，曝光裝置OWE返回至初始狀態。
如上所述，照度感測器S3係以照度測量時受光面的高度與載置於區域搬運手部434之基板W的上表面的高度一致之方式被定位。因此，能正確地檢測基板W的曝光時照射至基板W之真空紫外線的照度。
此外，照度感測器S3係配置於比在基板W的曝光處理時區域搬運手部434的移動路徑還下方。藉此，於曝光處理時照度感測器S3不會干擾基板W。
[7]基板處理裝置的動作
參照圖1至圖5說明基板處理裝置100的動作。在索引區11中，於承載器載置部111(圖1)載置有收容有初始狀態(圖5(a))的基板W之承載器113。搬運機構115係將初始狀態的基板W從承載器113搬運至基板載置部PASS1、 PASS3(圖4)。此外，搬運機構115係將載置於基板載置部PASS2、PASS4(圖4)之處理完畢的基板W搬運至承載器113。
在處理區12中，搬運機構127係將載置於基板載置部PASS1之基板W依序搬運至上段熱處理部101(圖3)的冷卻單元CP(圖3)以及塗布處理室22(圖2)。在此情形中，藉由冷卻單元CP將基板W的溫度調整至適合DSA膜L3的形成之溫度後，藉由塗布處理單元CU於基板W上形成有DSA膜L3(圖5(b))。
接著，搬運機構127係將形成有DSA膜L3的基板W依序搬運至上段熱處理部101(圖3)的熱處理單元PHP(圖3)、冷卻單元CP(圖3)以及曝光裝置OWE(圖3)。在此情形中，藉由熱處理單元PHP進行基板W的加熱處理，藉此如上所述於DSA膜L3產生微相分離(圖5(c))。接著，藉由冷卻單元CP冷卻基板W後，藉由曝光裝置OWE進行基板W的曝光處理。
接著，搬運機構127係將藉由曝光裝置OWE進行曝光處理後的基板W依序搬運至上段熱處理部101(圖3)的冷卻單元CP(圖3)、顯像處理室21(圖2)以及基板載置部PASS2(圖4)。在此情形中，藉由冷卻單元CP冷卻基板W後，藉由顯像處理單元DU進行基板W的顯像處理(圖5(d))。顯像處理後的基板W係載置於基板載置部PASS2。
搬運機構128係將載置於基板載置部PASS3之基板W依序搬運至下段熱處理部102(圖3)的冷卻單元CP(圖3)以 及塗布處理室24(圖2)。接著，搬運機構128係將藉由塗布處理單元CU進行過處理後的基板W依序搬運至下段熱處理部102(圖3)的熱處理單元PHP(圖3)、冷卻單元CP(圖3)以及曝光裝置OWE(圖3)。接著，搬運機構128係將藉由曝光裝置OWE進行過處理後的基板W依序搬運至下段熱處理部102(圖3)的冷卻單元CP(圖3)、顯像處理室23(圖2)以及基板載置部PASS4(圖4)。塗布處理室24(圖2)、下段熱處理部102(圖3)以及顯像處理室23(圖2)中的基板W的處理內容係與上述塗布處理室22(圖2)、上段熱處理部101(圖3)以及顯像處理室21(圖2)中的基板W的處理內容相同。
如此，在本實施形態中，被搬運機構127搬運的基板W係在顯像處理室21、塗布處理室22以及上段熱處理部101中進行處理，而被搬運機構128搬運的基板W係在顯像處理室23、塗布處理室24以及下段熱處理部102中進行處理。在此情形中，能在上段的處理部(顯像處理室21、塗布處理室22以及上段熱處理部101)及下段的處理部(顯像處理室23、塗布處理室24以及下段熱處理部102)中並行地進行基板W的處理。
[8]功效
在上述曝光裝置OWE中，一邊使保持基板W之區域搬運手部434相對於光射出部300移動，一邊使光射出部300所射出的真空紫外線照射至基板W的上表面。藉此，形成於基板W上的DSA膜L3的整體被曝光。
DSA膜L3的曝光量係藉由控制區域搬運手部434相對於光射出部300之移動速度來調整。藉此，不論從光射出部300所射出的真空紫外線的輸出為何，皆能廣範圍地調整曝光量。結果，即使在因為經年劣化或者射出面髒污等使光射出部300的真空紫外線的輸出變化之情形中，亦可以預先設定的曝光量將形成於基板W的一面的DSA膜L3予以曝光。
[9]其他實施形態
(1)在上述實施形態中，雖然僅在區域搬運手部434從前方位置P2移動至後方位置P1之情形中對基板W的上表面照射真空紫外線，但本發明並未限定於此。亦可僅在區域搬運手部434從後方位置P1移動至前方位置P2之情形中對基板W的上表面照射真空紫外線，以取代區域搬運手部434從前方位置P2移動至後方位置P1之情形。
此外，亦可在區域搬運手部434從後方位置P1移動至前方位置P2之情形以及從前方位置P2移動至後方位置P1之情形對基板W的上表面照射真空紫外線。
(2)在上述實施形態中，雖然曝光裝置OWE係使用於用以使DSA膜L3改質之曝光處理，但本發明並未限定於此。例如，上述導引圖案L2係藉由對顯像處理後的阻劑膜照射紫外線並使該阻劑膜改質而形成。因此，除了DSA膜L3之外，曝光裝置OWE亦能使用於用以使形成於基板W上的阻劑膜改質。
(3)在上述實施形態中，雖然能使用真空紫外線作為用 以使DSA膜L3改質之光線，但本發明並未限定於此。亦可使用比約230nm還長的波長的紫外線使DSA膜L3改質。再者，如上所述，在使形成於基板W上的DSA膜L3以外的膜改質之情形中，亦可使用具有比紫外線還長的波長之光線作為可將該膜改質的光線。
(4)在上述實施形態中，雖然於照度測量時未從第三惰性氣體供給部330將惰性氣體供給至殼體410內，但本發明並未限定於此。亦可在照度測量時從第三惰性氣體供給部330將惰性氣體供給至殼體410。此外，在此情形中，亦可於與第三惰性氣體供給部330的複數個噴射孔331相對向的位置配置有用以將從複數個噴射孔331噴射的惰性氣體導引至照度感測器S3的上端部之導風構件。藉此，能於曝光處理時更正確地檢測照射至基板W的一面上之真空紫外線的照度。
(5)在上述實施形態中，為了於曝光處理時檢測從光射出部300照射至基板W之真空紫外線的照度，雖然僅使用一個照度感測器S3，但本發明並未限定於此。為了檢測真空紫外線的照度，亦可使用複數個照度感測器S3。在此情形中，能依據例如複數個照度感測器S3所檢測的照度的平均值，更確實地算出曝光處理時的基板W的移動速度。
(6)在上述實施形態中，於曝光處理時，基板W係載置於區域搬運手部434上。在本發明中，亦可於區域搬運手部434的上表面設置有用以穩定保持基板W之保持機構。例如，亦可於區域搬運手部434上設置有複數個保持銷， 該複數個保持銷係抵接至基板W的外周端部，並可將基板W定位。此外，亦可於區域搬運手部434上設置有用以吸附基板W的下表面之吸附保持部。在此情形中，防止基板W在殼體410內移動時基板W從區域搬運手部434落下。
(7)在上述實施形態中，雖然能使用輸送軸431及輸送軸馬達432作為用以於曝光處理時使基板W朝前後方向移動之機構，但本發明並未限定於此。只要能在殼體410內使區域搬運手部434朝前後方向移動，亦可設置有皮帶驅動機構或線性馬達驅動機構以取代輸送軸431及輸送軸馬達432。
(8)在上述實施形態中，為了降低殼體410內的氧濃度，雖然能使用氮氣體作為惰性氣體，但本發明並未限定於此。以供給至殼體410的惰性氣體而言，亦可使用氬氣體或氦氣體等以取代氮氣體。
(9)在上述實施形態中，雖然於蓋構件510設置有第二惰性氣體供給部520，但亦可不設置第二惰性氣體供給部520。在此情形中，能減少曝光裝置OWE的零件數目。
(10)在上述實施形態中，雖然於光射出部300設置有第三惰性氣體供給部330，但亦可不設置第三惰性氣體供給部330。在此情形中，能減少曝光裝置OWE的零件數目。
(11)在上述實施形態中，雖然在藉由紫外線燈320射出帶狀的真空紫外線的狀態下使區域搬運手部434於水平方向移動，藉此帶狀的真空紫外線係從基板W的一端部朝另一端部掃描，但本發明並未限定於此。亦可為在基板W 載置於固定的載置台上的狀態下，紫外線燈320係在基板W的上方的位置朝水平方向移動，藉此帶狀的真空紫外線係從基板W的一端部朝另一端部掃描。在此情形中，能藉由調整紫外線燈320的移動速度而獲得與上述例子同樣的功效。
[10]請求項的各構成要素與實施形態的各構件之間的對應關係
以下說明請求項的各構成要素與實施形態的各構成要素之間的對應的例子，但本發明並未限定於下述例子。
在上述實施形態中，曝光裝置OWE為曝光裝置的例子，區域搬運手部434為保持部的例子，真空紫外線為用以使膜改質之光線的例子，光射出部300為射出部的例子，輸送軸431、輸送軸馬達432、兩個導引軌道433、兩個手部支撐構件435以及連結構件439為相對性移動部的例子，控制部114為控制部的例子
此外，照度感測器S3為照度檢測部的例子，照度感測器S3的受光元件為受光元件的例子，感測器升降驅動部441為受光元件移動機構的例子，遮光構件442及遮光驅動部443為遮光機構的例子，殼體410為殼體的例子，第一惰性氣體供給部450為惰性氣體供給部的例子，氧濃度感測器S4為濃度檢測部的例子。
再者，塗布處理單元CU為塗布處理部的例子，熱處理單元PHP及冷卻單元CP為熱處理部的例子，顯像處理單元DU為顯像處理部的例子，基板處理裝置100為基板 處理裝置的例子。
以請求項的各構成要素而言，亦能使用具有請求項所記載的構成或功能之其他各種的構成要素。
[產業可利用性]
本發明係能有效地利用於各種基板的處理。

Claims (9)

  1. 一種曝光裝置，係用以將基板曝光，並具備有：保持部，係保持前述基板，前述基板係於一面形成有具有預先設定的圖案的膜；射出部，係射出用以使前述膜改質的光線；相對性移動部，係以使從前述射出部射出的光線照射至被前述保持部保持的前述基板的前述一面之方式，使前述保持部及前述射出部中的至少一者朝另一者於一方向相對性地移動；照度檢測部，係檢測藉由前述射出部射出至前述基板之光線的照度；以及控制部，以前述膜的曝光量成為預先設定的曝光量之方式，依據前述照度檢測部所檢測的照度，算出用以獲得前述預先設定的曝光量之移動速度，並以前述保持部與前述射出部以所算出的移動速度相對性地移動之方式控制前述相對性移動部；前述照度檢測部係包含有：受光元件，係接收從前述射出部所射出的光線；以及遮光機構，係構成為可切換至使從前述射出部射出的光線射入至前述受光元件之第一狀態以及使從前述射出部射出的光線不射入至前述受光元件之第二狀態；前述控制部係於前述照度的檢測時將前述遮光機構切換成前述第一狀態，於藉由前述射出部將光線 照射至前述基板時將前述遮光機構切換成前述第二狀態。
  2. 如請求項1所記載之曝光裝置，其中前述相對性移動部係於藉由前述射出部將光線照射至前述基板時，使前述保持部朝前述射出部於一方向相對性地移動；前述照度檢測部係更包含有：受光元件移動機構，係使前述受光元件移動；前述受光元件移動機構係於藉由前述射出部將光線照射至前述基板時，使前述受光元件移動至不會干擾到前述基板的位置，並在檢測除了光線照射至前述基板時之照度時，使前述受光元件移動至前述相對性移動部所進行之前述基板的移動路徑上。
  3. 如請求項1或2所記載之曝光裝置，其中從前述射出部照射至前述基板的光線係包含真空紫外線。
  4. 一種曝光裝置，係用以將基板曝光，並具備有：保持部，係保持前述基板，前述基板係於一面形成有具有預先設定的圖案的膜；射出部，係射出用以使前述膜改質的光線；相對性移動部，係以使從前述射出部射出的光線照射至被前述保持部保持的前述基板的前述一面之方式，使前述保持部及前述射出部中的至少一者朝另一者於一方向相對性地移動； 控制部，以前述膜的曝光量成為預先設定的曝光量之方式，控制前述相對性移動部所為之前述保持部與前述射出部之間的相對性地移動速度；殼體，係收容被前述保持部保持的前述基板；惰性氣體供給部，係將惰性氣體供給至前述殼體內；以及濃度檢測部，係檢測前述殼體內的氧濃度；從前述射出部照射至前述基板的光線係真空紫外線；前述控制部係在藉由前述濃度檢測部所檢測的氧濃度以降低因為殘留於真空紫外線的路徑中的氧所產生的臭氧之方式預先設定的處理濃度以下時，以從前述射出部射出的真空紫外線照射至前述基板之方式控制前述射出部及前述相對性移動部。
  5. 一種基板處理裝置，係具備有：如請求項1、2、4中任一項所記載之曝光裝置；塗布處理部，係將含有定向自組裝材料之處理液塗布至被前述曝光裝置照射光線之前的前述基板的前述一面，藉此於前述基板的前述一面形成前述膜；熱處理部，係對藉由前述塗布處理部形成有前述膜之後且被前述曝光裝置照射光線之前的前述基板進行熱處理；以及 顯像處理部，係將溶劑供給至被前述曝光裝置照射光線之後的前述基板的前述一面，並進行前述膜的顯像處理。
  6. 一種曝光方法，係用以曝光基板，並包含有：藉由保持部保持前述基板之步驟，前述基板係於一面形成有具有預先設定的圖案的膜；從射出部射出用以使前述膜改質的光線之步驟；以從前述射出部射出的光線照射至被前述保持部保持的前述基板的前述一面之方式，使前述保持部及前述射出部中的至少一者朝另一者於一方向相對性地移動之步驟；使用用以接收從前述射出部射出的光線之受光元件，檢測藉由前述射出部射出至前述基板之光線的照度之步驟；以前述膜的曝光量成為預先設定的曝光量之方式，依據所檢測的照度，算出用以獲得前述預先設定的曝光量之移動速度，並以前述保持部與前述射出部以所算出的移動速度相對性地移動之方式控制前述保持部與前述射出部之間的相對性地移動速度之步驟；以及控制遮光機構之步驟，該遮光機構係構成為可切換至使從前述射出部射出的光線射入至前述受光元 件之第一狀態以及使從前述射出部射出的光線不射入至前述受光元件之第二狀態；控制前述遮光機構之步驟係於前述照度的檢測時將前述遮光機構切換成前述第一狀態，於藉由前述射出部將光線照射至前述基板時將前述遮光機構切換成前述第二狀態。
  7. 如請求項6所記載之曝光方法，其中前述相對性地移動之步驟為使前述保持部朝前述射出部於一方向相對性地移動之步驟；檢測前述照度之步驟係包含有：於藉由前述射出部將光線照射至前述基板時，使前述受光元件移動至不會干擾到前述基板的位置之步驟；以及在檢測除了光線照射至前述基板時之照度時，使前述受光元件移動至藉由前述保持部而移動之前述基板的移動路徑上之步驟。
  8. 一種曝光方法，係用以曝光基板，並包含有：藉由保持部保持前述基板之步驟，前述基板係於一面形成有具有預先設定的圖案的膜；將被前述保持部保持的前述基板收容於殼體內之步驟；檢測前述殼體內的氧濃度之步驟；從射出部射出用以使前述膜改質的光線之步驟； 以從前述射出部射出的光線照射至被前述保持部保持的前述基板的前述一面之方式，使前述保持部及前述射出部中的至少一者朝另一者於一方向相對性地移動之步驟；以及以前述膜的曝光量成為預先設定的曝光量之方式，控制前述保持部與前述射出部之間的相對性地移動速度之步驟；從前述射出部照射至前述基板的光線為真空紫外線；進行射出之前述步驟係包含有：藉由進行檢測之前述步驟所檢測的氧濃度為以降低因為殘留於真空紫外線的路徑中的氧所產生的臭氧之方式預先設定的處理濃度以下時，進行從前述射出部對前述基板照射真空紫外線之步驟。
  9. 一種基板處理方法，係具備有：請求項6至8中任一項所記載之曝光方法；將含有定向自組裝材料之處理液塗布至藉由前述曝光方法照射光線之前的前述基板的前述一面，藉此於前述基板的前述一面形成前述膜之步驟；對藉由形成有前述膜後且被前述曝光方法照射光線之前的前述基板進行熱處理之步驟；以及將溶劑供給至藉由前述曝光方法照射光線之後的前述基板的前述一面，並進行前述膜的顯像處理之步驟。
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